(57)【要約】【課題】  複数のステージを備える構成において互いに及ぼしあう悪影響を防止することができるステージ装置、当該ステージ装置上に載置された基板上にマスクのパターンを露光精度の悪化を招かずに転写することができる露光装置及び方法、並びに当該露光装置及び方法を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法を提供する。【解決手段】  ウェハＷを保持するウェハステージＷＳＴ及び各種計測機器を備える計測ステージＭＳＴは、ベース盤１２上で移動可能に構成されている。ウェハステージＷＳＴが露光処理に係る動作を行っている際に、計測ステージＭＳＴはＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方向の位置が固定されている。計測ステージＭＳＴのＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方向の位置が固定されている際に、ウェハステージＷＳＴは繰り返し学習制御により制御されてウェハＷの露光が行われる。【選択図】  図１
2006237488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準面上で移動可能に構成された第１、第２ステージを備えるステージ装置において、
前記第１ステージが所定の動作を行っている際に、前記所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向において前記第２ステージの位置を固定する固定装置と、
前記固定装置が前記第２ステージの少なくとも一方向の位置を固定している際に、前記第１ステージに繰り返し学習制御を適用する制御装置と
を備えたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記第１ステージが前記所定の動作を行っている際に、前記第２ステージは前記２方向の位置が固定されて停止していることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】
前記所定の基準面は、所定の平坦度を有する定盤であり、
前記第１、第２ステージは、前記定盤上において移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２記載のステージ装置。
【請求項４】
前記第１ステージが前記所定の動作を行っている際に、前記第２ステージは前記定盤上の所定位置に設定された退避位置に退避していることを特徴とする請求項３記載のステージ装置。
【請求項５】
前記退避位置は、前記２方向のうちの少なくとも一方向について前記定盤に関して線対称中心となる位置に設定されていることを特徴とする請求項４記載のステージ装置。
【請求項６】
前記固定装置は、前記退避位置において前記第２ステージを固定することを特徴とする請求項４又は請求項５記載のステージ装置。
【請求項７】
前記第１、第２ステージは、前記定盤上で前記ステージを所定の隙間をもって非接触で支持する支持機構を備えており、
前記支持機構は、前記第２ステージを前記定盤上に接触させた状態で支持することにより前記固定装置として作用することを特徴とする請求項４又は請求項５記載のステージ装置。
【請求項８】
前記第１、第２ステージを駆動するアクチュエータ部を備えており、
前記アクチュエータ部の少なくとも一部は、前記第１、第２ステージについて共有されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記第１、第２ステージの移動に伴う反力により移動して前記ステージの重心位置を維持するカウンターマスを備えており、
前記カウンターマスの少なくとも一部は、前記第１、第２ステージについて共有されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載のステージ装置。
【請求項１０】
マスクに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置において、
請求項１から請求項９の何れか一項に記載のステージ装置を備え、
前記基板を保持する前記第１ステージが前記所定の動作として露光処理に係る動作を行っている場合には、前記第２ステージは前記所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向の位置が固定されていることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記第２ステージは、前記第１ステージの前記露光処理に係る動作のうち、少なくとも前記マスクを介して前記基板上に前記露光光が照射される露光期間は、前記２方向のうちの少なくとも一方向の位置が固定されていることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第２ステージは、前記露光期間に加えて前記露光期間の前後に設けられる整定期間も、前記２方向のうちの少なくとも一方の方向の位置が固定されていることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記第１ステージは、前記露光処理に係る動作を行っている最中は繰り返し学習制御により制御されることを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記第１、第２ステージの何れか一方は、各種計測を行う計測装置を備える計測ステージであり、
前記計測ステージが計測中である場合には、当該計測ステージ以外のステージは前記２方向のうちの少なくとも一方向の位置が固定されていることを特徴とする請求項１０から請求項１３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記計測ステージが計測中である場合には、当該計測ステージ以外のステージは前記基板の交換を行っていることを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記基板を保持する第１ステージが、前記露光処理に係る動作を行っている場合には、前記第２ステージは基板の交換を行っていることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１７】
マスクに形成されたパターンを第１、第２ステージのうちの何れか一方のステージ上に保持された基板上に転写する露光方法において、
露光対象の基板を保持するステージ以外のステージを停止させた状態で前記露光対象の基板上に前記マスクのパターンを転写することを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
請求項１０から請求項１６の何れか一項に記載の露光装置、又は請求項１７記載の露光方法を用いてデバイスのパターンを基板に転写する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動可能に構成された複数のステージを備えるステージ装置、当該ステージ装置上に載置された基板上にマスクのパターンを転写する露光装置及び方法、並びに当該露光装置及び方法を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、撮像装置（ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、マスクとしてのレチクルのパターンを、投影光学系を介して基板としてのフォトレジストが塗布されたウェハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、露光装置が使用されている。この露光装置としては、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置、又はスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）等が使用されている。
【０００３】
近年においては、スループット（単位時間に露光処理することができる基板の枚数）を向上させるために、以下の特許文献１に示されている通り、基板を保持する基板ステージを複数備えた露光装置が提案されている。この露光装置は、例えば一方の基板ステージ上に保持された基板を露光している最中に他方の基板ステージ上に基板をロードして位置計測及び位置合わせ（アライメント）等を行い、一方の基板ステージ上の基板の露光処理が終了すると直ちに他方の基板ステージ上の基板の露光処理に移行することでスループットの向上を図っている。
【０００４】
また、以下の特許文献２に示されている通り、基板ステージとは独立して二次元面内で移動可能に構成され、計測に用いられる各種の計測器が設けられたステージ（計測ステージ）を備えた露光装置も提案されている。この露光装置では、基板ステージと計測ステージとを個別に移動させることができるため、例えば基板ステージ上に保持された基板に対する露光処理を行っている最中に各種の計測を行ってスループットの向上を図ることができる。
【０００５】
更に、近年においては、実質的に露光波長を短くして、且つ空気中に比べて焦点深度を深く（広く）する方法として液浸法を利用した露光装置が注目されるようになってきた。この液浸法を利用した露光装置としては、例えば以下の特許文献３に示されている通り、投影光学系の下面と基板表面との間を水又は有機溶媒等の液体で局所的に満たした状態で露光を行うものが知られている。この露光装置は、液体中での露光光の波長が空気中の１／ｎ倍（ｎは液体の屈折率で、１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度の向上及び焦点深度の拡大を図っている。
【特許文献１】特開２００１−２９１６６３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５４００号公報
【特許文献３】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、特に半導体素子の製造においては、形成されるパターンが微細になっており、所望の性能を有する半導体素子を製造するために露光精度（解像度、転写忠実度、重ね合わせ精度等）の向上が要求されている。また、更なるスループットを向上させるために基板ステージの最高速度が引き上げられている。
【０００７】
上述した基板ステージを複数備える露光装置、又は基板ステージと計測ステージとを複数備える露光装置では、露光処理の最中の他のステージを移動可能にすることでスループット向上を図っている。しかしながら、露光精度が厳しくなるにつれて露光中に露光処理が行われている基板を保持している基板ステージ以外のステージが移動すると、その移動により露光精度が悪化してしまう。また、計測ステージにより各種計測を行っている最中に他の基板ステージが移動すると計測精度が悪化し、これによっても露光精度が悪化してしまう。このように、複数のステージを備える構成では、互いのステージが悪影響を及ぼしあって露光精度が低下するという問題があった。この露光精度の悪化は、ステージの移動速度の向上によって顕著に現れてしまう。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のステージを備える構成において互いに及ぼしあう悪影響を防止することができるステージ装置、当該ステージ装置上に載置された基板上にマスクのパターンを露光精度の悪化を招かずに転写することができる露光装置及び方法、並びに当該露光装置及び方法を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
上記課題を解決するために、本発明のステージ装置は、所定の基準面（２１ａ）上で移動可能に構成された第１、第２ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）を備えるステージ装置（ＳＴ）において、前記第１ステージが所定の動作を行っている際に、前記所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向において前記第２ステージの位置を固定する固定装置（４７、４８ａ、４８ｂ）と、前記固定装置が前記第２ステージの少なくとも一方向の位置を固定している際に、前記第１ステージに繰り返し学習制御を適用する制御装置（２０）とを備えたことを特徴としている。
この発明によると、所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向における第２ステージの位置が固定されている際に、第１ステージは繰り返し学習が適用されて制御される。
本発明の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置（ＥＸ）において、上記のステージ装置を備え、前記基板を保持する前記第１ステージが前記所定の動作として露光処理に係る動作を行っている場合には、前記第２ステージは前記所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向の位置が固定されていることを特徴としている。
この発明によると、所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向における第２ステージの位置が固定された状態で、第１ステージ上に保持された基板の露光処理が行われる。
本発明の露光方法は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを第１、第２ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）のうちの何れか一方のステージ上に保持された基板（Ｗ）上に転写する露光方法において、露光対象の基板を保持するステージ以外のステージを停止させた状態で前記露光対象の基板上に前記マスクのパターンを転写することを特徴としている。
また、本発明のデバイス製造方法は、上記の露光装置、又は上記の露光方法を用いてデバイスのパターンを基板（Ｗ）に転写する工程を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向における第２ステージの位置が固定されている際に、第１ステージは繰り返し学習が適用されて制御されるため、第２ステージの移動による第１ステージへの悪影響を防止することができるという効果がある。
本発明によれば、所定の基準面内で直交する２方向のうちの少なくとも一方向における第２ステージの位置が固定された状態で、第１ステージ上に保持された基板の露光処理が行われるため、基板を保持する第１ステージ以外の第２ステージの移動による露光精度の悪化を防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるステージ装置、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す側面図である。図１に示す露光装置ＥＸは、図１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウェハＷに逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置である。
【００１２】
尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷの移動面に平行な面に含まれるよう設定され、Ｚ軸が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿う方向に設定されている。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハＷを同期移動させる方向（走査方向）をＹ方向に設定している。
【００１３】
図１に示す通り、本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬＳ、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウェハＷを保持するウェハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを有するステージ装置ＳＴ、及びこれらの制御系を含んで構成される。照明光学系ＩＬＳは、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域を露光光ＩＬによってほぼ均一な照度で照明する。ここで、露光光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１４】
レチクルステージＲＳＴ上には、パターン面（図１における−Ｚ側の面）にパターンが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により保持されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータを含むレチクルステージ駆動部１１（図１では不図示、図３参照）によって、照明光学系ＩＬＳの光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（Ｙ方向）に指定された走査速度で駆動可能に構成されている。
【００１５】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置（Ｚ軸周りの回転を含む）は、レーザ干渉計（以下、レチクル干渉計という）１２によって、移動鏡１３（実際にはＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡とＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。このレチクル干渉計１２の計測値は主制御装置２０（図１では不図示、図３参照）に出力され、主制御装置２０は、このレチクル干渉計１２の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向、及びθＺ方向（Ｚ軸周りの回転方向）の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動部１１を制御することで、レチクルステージＲＳＴの位置（及び速度）を制御する。
【００１６】
レチクルステージＲＳＴの上方には、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系からなる一対のレチクルアライメント検出系１４ａ，１４ｂがＸ方向に所定距離隔てて設けられている。レチクルアライメント検出系１４ａ，１４ｂは、レチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークと、これらに対応する計測ステージＭＳＴ上の一対の基準マークの投影光学系ＰＬを介した共役像とを同時に観察するものである。これらのレチクルアライメント検出系１４ａ，１４ｂとしては、例えば特開平７−１７６４６８号公報（対応する米国特許第５，６４６，４１３号）等に開示されるものと同様の構成のものが用いられている。
【００１７】
投影ユニットＰＵは、鏡筒１５と、鏡筒１５内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を含む投影光学系ＰＬとを含んで構成されている。投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（レンズエレメント）からなる屈折光学系が用いられている。また、図示は省略しているが、投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズのうち、特定の複数のレンズは、主制御装置２０からの指令に基づいて結像特性補正コントローラ１６（図３参照）によって制御され、投影光学系ＰＬの光学特性（結像特性を含む）、例えば倍率、ディストーション、コマ収差、及び像面湾曲（像面傾斜を含む）等の調整が可能である。
【００１８】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウェハＷ側）のレンズ（以下、先玉ともいう）ＧＬの近傍には、液浸装置１７を構成する液体供給ノズル１８ａと、液体回収ノズル１８ｂとが設けられている。液体供給ノズル１８ａには、その一端が液体供給装置１９ａ（図１では不図示、図３参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収ノズル１８ｂには、その一端が液体回収装置１９ｂ（図１では不図示、図３参照）に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。
【００１９】
上記の液体としては、ここではＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、ウェハＷ上に塗布されたフォトレジスト及び光学レンズ等に対する悪影響を及ぼさないという利点がある。ここで、水の屈折率ｎはほぼ１．４４であり、この水の中では露光光ＩＬの波長は１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
【００２０】
液体供給装置１９ａは、主制御装置２０からの指示に応じて供給管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体供給ノズル１８ａを介して先玉ＧＬとウェハＷとの間に水を供給する。また、液体回収装置１９ｂは、主制御装置２０からの指示に応じて回収管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体回収ノズル１８ｂを介して先玉ＧＬとウェハＷとの間から液体回収装置１９ｂ（液体のタンク）の内部に水を回収する。このとき、主制御装置２０は、先玉ＧＬとウェハＷとの間に液体供給ノズル１８ａから供給される水の量と、液体回収ノズル１８ｂを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置１９ａ及び液体回収装置１９ｂに対して指令を与える。従って、先玉ＧＬとウェハＷとの間に一定量の水Ｌｑ（図１参照）が保持される。尚、先玉ＧＬとウェハＷとの間に保持される水Ｌｑは、常に入れ替わることになる。
【００２１】
以上説明した通り、本実施形態の露光装置が備える液浸装置１７は、液体供給装置１９ａ、液体回収装置１９ｂ、供給管、回収管、液体供給ノズル１８ａ、及び液体回収ノズル１８ｂ等を含んで構成された局所液浸装置である。尚、投影ユニットＰＵの下方に計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、上記と同様に計測テーブルＭＴＢと先玉ＧＬとの間に水を満たすことが可能である。
【００２２】
ステージ装置ＳＴは、例えば半導体工場の床面ＦＬ上に配置されたフレームキャスタＦＣ、フレームキャスタＦＣ上に設けられたベース盤（定盤）２１、ベース盤２１の上方に配置されベース盤２１の上面（所定の基準面）２１ａに沿って移動するウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、これらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置を検出する干渉計２２，２３を含む干渉計システム２４（図３参照）、並びにステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動部２５（図３参照）を含んで構成される。上記のウェハステージＷＳＴは、レチクルＲのパターンをウェハＷに露光転写するためにウェハＷを保持して移動するものである。一方、計測ステージＭＳＴは、ウェハステージＷＳＴがウェハＷの交換のためにローディングポジション（図６参照）に位置している間に投影光学系ＰＬの下方に位置して各種の計測を行うものである。
【００２３】
次に、ステージ装置ＳＴの構成について詳細に説明する。図２は、ステージ装置ＳＴの構成を示す斜視図である。図２に示す通り、フレームキャスタＦＣは、Ｘ方向の一側と他側との端部近傍にＹ方向を長手方向として上方に突出した突部ＦＣａ，ＦＣｂが一体的に形成された概略平板状からなるものである。ベース盤（定盤）２１は、フレームキャスタＦＣの突部ＦＣａ，ＦＣｂに挟まれた領域上に配置されている。ベース盤２１の上面２１ａは平坦度が極めて高く仕上げられ、ウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴのＸＹ平面に沿った移動の際のガイド面とされている。
【００２４】
ウェハステージＷＳＴは、図２に示す通り、ベース盤２１上に配置されたウェハステージ本体２６とウェハステージ本体２６上に搭載されたウェハテーブルＷＴＢとを含んで構成されている。ウェハステージ本体２６は、断面矩形枠状でＸ方向に延びる中空部材によって構成されている。このウェハステージ本体２６の下面には、本願出願人が先に出願した特願２００４−２１５４３９号に記載されているような自重キャンセラ機構が設けられている。この自重キャンセラ機構は、ベローズに内圧をかけてウェハステージＷＳＴを支える支持部と、ガイド面としての上面２１ａに対向してウェハステージＷＳＴを上面２１ａに対して浮上させるエアベアリング部（支持機構）とを有している。このエアベアリング部により、ウェハステージ本体２６は、ベース盤２１上に所定の隙間をもって支持される。尚、エアベアリング部に供給するエアを停止すると、エアベアリング部はベース盤２１の上面２１ａに接触した状態となり、ウェハステージ本体２６をベース盤２１の上面２１ａ上に固定することが可能となる。
【００２５】
また、ウェハステージＷＳＴは、ウェハステージ本体２６をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ（Ｘ軸周りの回転方向）、θｙ（Ｙ軸周りの回転方向）、θｚ（Ｚ軸周りの回転方向）に微小駆動する第１駆動系２７と、ウェハステージ本体２６及び第１駆動系２７をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系２８ａ，２８ｂとを備えている。更に、ウェハステージＷＳＴは、Ｘ方向に等速運動をするチューブキャリア２９と、真空又はエア等の用力をチューブキャリア２９からウェハステージ本体２６に非接触で伝達する不図示の６自由度パイプを備えている。ここで、チューブキャリア２９がＸ方向に等速運動するのは、チューブキャリア２９の駆動により発生する反力がウェハステージ本体２６に及ぼす影響を少なくするためである。
【００２６】
ウェハステージ本体２６の＋Ｘ側の側面及び−Ｘ側の側面には、それぞれ３つの開口が形成されている。これらの開口のうちの各々の側面のほぼ中央部に形成された開口を介してウェハステージ本体２６を貫通するように、複数のコイルを備えるＹ軸用固定子３３が設けられている。また、各々の側面に形成された３つの開口のうち、Ｙ軸用固定子３３が貫通している開口をＹ方向に挟むように形成された２つの開口の各々を介してウェハステージ本体２６を貫通するように、２つのＸ軸用固定子３４ａ，３４ｂが設けられている。更に、上述した３つの開口の各々には永久磁石が設けられている。
【００２７】
上記のＹ軸用固定子３３は、それが貫通している開口に設けられた永久磁石と協働してウェハステージ本体２６をＹ方向に微小駆動する。また、上記の２つのＸ軸用固定子３４ａ，３４ｂは、それぞれが貫通している開口に設けられた永久磁石とそれぞれ協働してウェハステージ本体２６をＸ方向に長いストロークで駆動する。ここで、各々のＸ軸用固定子３４ａ，３４ｂの駆動量を異ならせることにより、ウェハステージ本体２６をθｚ方向に回転させることができる。
【００２８】
即ち、第１駆動系２７は、Ｘ軸用固定子３４ａ，３４ｂと永久磁石とからなるムービングマグネット型のリニアモータと、Ｘ軸用固定子３４ａ，３４ｂと永久磁石とからなるムービングマグネット型のリニアモータとを備えている。尚、ここではムービングマグネット型のリニアモータを備える場合を例に挙げて説明するが、ムービングコイル型のリニアモータを備えていても良い。また、以上の通り、ウェハステージＷＳＴは、Ｘ方向の移動に関して、その移動をガイドするガイド部材を有さないガイドレスステージである。
【００２９】
また、ウェハステージ本体２６の下方には、Ｘ方向に延びる２つのＺ軸固定子及びこれらに対応した永久磁石（何れも図示省略）が設けられている。各々のＺ軸固定子の駆動量を個別に制御することにより、ウェハステージ本体２６をＺ方向、θｘ、θｙ方向に駆動することができる。また、チューブキャリア２９をＸ方向に駆動するために、Ｘ方向に延びる固定子３７も設けられている。尚、上記のＹ軸用固定子３３、Ｘ軸用固定子３４ａ，３４ｂ、Ｚ軸固定子、及び固定子３７の各々は両端が第２駆動系２８ａ，２８ｂを構成する可動子３９ａ，３９ｂにそれぞれ固定されている。
【００３０】
フレームキャスタＦＣの突部ＦＣａ，ＦＣｂの上方には、第２駆動系２８ａ，２８ｂを構成するＹ方向に延びるＹ軸用の固定子３８ａ，３８ｂがそれぞれ配設されている。これらのＹ軸用の固定子３８ａ，３８ｂは、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって突部ＦＣａ，ＦＣｂの上方において所定のクリアランスを介して浮上支持されている。これはウェハステージＷＳＴや計測ステージＭＳＴのＹ方向の移動により発生した反力により、固定子３８ａ，３８ｂがＹ方向のＹカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺するためである。
【００３１】
これらの固定子３８ａ，３８ｂの間には上述したウェハステージ本体２６等が配置されており、Ｙ軸用固定子３３、Ｘ軸用固定子３４ａ，３４ｂ、Ｚ軸固定子、及び固定子３７の各々の両端に固定された可動子３９ａ，３９ｂが固定子３８ａ，３８ｂの内側からそれぞれ挿入されている。固定子３８ａ，３８ｂはＹ方向に沿って配列された永久磁石を備えており、可動子３９ａ，３９ｂはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えている。即ち、第２駆動系２８ａ，２８ｂは、ウェハステージＷＳＴをＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを備えている。尚、ここではムービングコイル型のリニアモータを備える場合を例に挙げて説明するが、ムービングマグネット型のリニアモータを備えていても良い。
【００３２】
ウェハステージＷＳＴは、Ｙ方向の移動に関して、固定子３８ａと可動子３９ａとの電磁的結合、及び固定子３８ｂと可動子３９ｂとの電磁的結合を除いて、その移動をガイドするガイド部材を有さないガイドレスステージである。尚、ウェハステージＷＳＴをＸ方向に駆動した際の反力は、第２駆動系２８ａ，２８ｂに設けられる固定子３８ａ，３８ｂと可動子３９ａ，３９ｂとの間の電磁的な結合を介して不図示のＸカウンタマスに伝わる。このＸカウンタマスは、フレームキャスタＦＣの突部ＦＣａ，ＦＣｂと固定子３８ａ，３８ｂとの間に設けられており、Ｙ方向のカウンタマスとして用いられる固定子３８ａ，３８ｂを支持してＸ方向に移動可能に構成され、ウェハステージＷＳＴや計測ステージＭＳＴのＸ方向の移動とは逆方向に移動してウェハステージＷＳＴをＸ方向に駆動した際の反力を相殺する。尚、本実施形態のステージ装置ＳＴは、Ｘカウンタマス及びＹカウンタマスがウェハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとに共有されている構成であるが、何れか一方のカウンタマスのみがウェハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとに共有されている構成であっても良い。
【００３３】
ウェハテーブルＷＴＢ上には、ウェハＷを保持するウェハホルダ４０が設けられている。ウェハホルダ４０は、板状の本体部と、この本体部の上面に固定されその中央にウェハＷの直径よりも大きな円形開口が形成された撥液性（撥水性）を有する補助プレートとを備えている。この補助プレートの円形開口内部の本体部の領域には、多数（複数）のピンが配置されており、その多数のピンによってウェハＷが支持された状態で真空吸着されている。この場合、ウェハＷが真空吸着された状態では、そのウェハＷの表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるように形成されている。尚、補助プレートを設けずに、ウェハテーブルＷＴＢの表面に撥液性を付与してもよい。
【００３４】
また、図２に示す通り、ウェハテーブルＷＴＢのＸ方向の一端（＋Ｘ側端）には、Ｘ方向に直交する（Ｙ方向に延在する）反射面４１Ｘが鏡面加工により形成されており、Ｙ方向の一端（＋Ｙ側端）には、Ｙ方向に直交する（Ｘ方向に延在する）反射面４１Ｙが同様に鏡面加工により形成されている。これらの反射面４１Ｘ，４１Ｙには、干渉計システム２４（図３参照）を構成するＸ軸干渉計４２、Ｙ軸干渉計４４からの干渉計ビーム（ビーム）がそれぞれ投射される。尚、図２に示すＸ軸干渉計４２及びＹ軸干渉計４４は、図１においてはまとめて干渉計２３として図示している。
【００３５】
Ｘ軸干渉計４２及びＹ軸干渉計４４が反射面４１Ｘ，４１Ｙからの反射光をそれぞれ受光することで、各反射面４１Ｘ，４１Ｙの基準位置（一般的には投影ユニットＰＵ側面や、投影光学系ＰＬの＋Ｙ方向側に配置されたオフアクシス型のアライメント系４５（図１、図３参照）の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの計測方向の変位を検出する。尚、反射面４１Ｘ，４１Ｙとしては、ウェハテーブルＷＴＢの端面に形成する構成に代えて、ウェハテーブルＷＴＢの上面に、Ｘ方向に延在する反射面を有するＹ移動鏡及びＹ方向に延在する反射面を有するＸ移動鏡をそれぞれ設ける構成としてもよい。
【００３６】
Ｘ軸干渉計４２は、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）を通りＸ軸に平行な測長軸と、アライメント系４５の計測視野中心を通りＸ軸に平行な測長軸とを有し、露光時には投影光学系ＰＬの投影中心位置を通る測長軸でウェハテーブルＷＴＢのＸ方向の位置を検出し、エンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）の際にはアライメント系４５の計測視野中心を通る測長軸でウェハテーブルＷＴＢのＸ方向の位置を測定する。また、Ｘ軸干渉計４２は、ベースライン量の計測や計測ステージＭＳＴに設けられた各種計測器の計測内容に応じて２つの測長軸を適宜用いて計測テーブルＭＴＢのＸ方向の位置を測定する。
【００３７】
つまり、Ｘ軸干渉計４２は、ウェハテーブルＷＴＢ又は計測テーブルＭＴＢのＸ方向の位置を、Ｙ方向の投影中心位置及びアライメント中心位置のそれぞれで計測可能となっている。尚、ベースライン量とは、投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの投影像に対するウェハステージＷＳＴの位置関係を示す量であり、具体的には投影光学系ＰＬの投影中心とアライメント系４５の計測視野中心との距離である。Ｙ軸干渉計４４は、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）及びアライメント系４５の計測視野中心を結ぶＹ軸に平行な測長軸を有し、ウェハテーブルＷＴＢのＹ方向の位置を主として検出する。
【００３８】
計測ステージＭＳＴは、チューブキャリア２９及び不図示の６自由度パイプを除いてほぼウェハステージＷＳＴと同様の構成である。つまり、図２に示す通り、ベース盤２１上に配置された計測ステージ本体４６と、計測ステージ本体４６上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを備えている。また、計測ステージ本体４６をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ、θｙ、θｚに微小駆動する第１駆動系４７と、計測ステージ本体４６及び第１駆動系４７をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系４８ａ，４８ｂとを備えている。計測ステージ本体４６は、断面矩形枠状でＸ方向に延びる中空部材によって構成されている。
【００３９】
第１駆動系４７は、ウェハステージＷＳＴに対して設けられた第１駆動系２７と同様に、計測ステージ本体４６の±Ｘ方向の端面に設けられた３つの開口の各々に配置された対をなす永久磁石と、開口の各々を介して計測ステージ本体４６をＸ方向に貫通するように複数のコイルを備える１つのＹ軸用固定子及び２つのＸ軸用固定子とを含んで構成される。これらの永久磁石並びにＸ軸用固定子及びＹ軸用固定子は計測ステージ本体４６をＸ方向に長いストロークで駆動するとともにＹ方向に微少駆動し、更にはθｚ方向に回転させる。また、第１駆動系４７は、計測ステージ本体４６の下面に設けられた永久磁石と、これら永久磁石と協働して推力を発生するＺ軸固定子とを備えている。これらの永久磁石及びＺ軸固定子によって、計測ステージ本体４６をＺ方向、θｘ、θｙ方向に駆動することができる。尚、ここでは第１駆動系４７がムービングマグネット型のリニアモータを備える場合を例に挙げて説明するが、ムービングコイル型のリニアモータを備えていても良い。
【００４０】
第２駆動系４８ａ，４８ｂは、固定子３８ａ，３８ｂと、計測ステージ本体４６をＸ方向に貫通するＸ軸用固定子及びＹ軸用固定子並びに計測ステージ本体４６の下方（−Ｚ方向）に配置されたＺ軸用固定子の両端に固定された可動子４９ａ，４９ｂとを含んで構成されており、可動子４９ａ，４９ｂは固定子３８ａ，３８ｂの内側からそれぞれ挿入されている。可動子４９ａ，４９ｂはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えており、Ｙ方向に沿って配列された永久磁石を備える固定子３８ａ，３８ｂと協働してＹ方向への推力を発生させる。即ち、第２駆動系４８ａ，４８ｂは、計測ステージＭＳＴをＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを備えている。このように、本実施形態では固定子３８ａ，３８ｂがウェハステージＷＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータ（アクチュエータ部）と、計測ステージＭＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータ（アクチュエータ部）とに共有された構成である。尚、ここではムービングコイル型のリニアモータを備える場合を例に挙げて説明するが、ムービングマグネット型のリニアモータを備えていても良い。
【００４１】
以上説明したウェハステージＷＳＴを駆動する第１駆動系２７及び第２駆動系２８ａ，２８ｂ、並びに計測ステージＭＳＴを駆動する第１駆動系４７及び第２駆動系４８ａ，４８ｂによって図３に示すステージ駆動部２５が構成されている。このステージ駆動部２５を構成する各種駆動機構は図３に示す主制御装置２０によって制御される。つまり、主制御装置２０は、ステージ駆動部２５を介して、例えばウェハＷの露光前における計測ステージＭＳＴの移動、及び露光時におけるウェハステージＷＳＴの移動を制御する。具体的には、ウェハステージＷＳＴ上のウェハＷに対する露光処理を行っている最中は計測ステージＭＳＴの位置を固定させ、計測ステージＭＳＴに設けられた各種計測器を用いた計測を行っている最中はウェハステージＷＳＴの位置を固定させる制御を行っている。尚、主制御装置２０によるウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの制御の詳細は後述する。
【００４２】
ウェハステージＷＳＴの位置の固定は、ウェハステージＷＳＴを駆動する第１駆動系２７及び第２駆動系２８ａ，２８ｂに設けられたコイルに供給する電流を制御し、ウェハステージ本体２６をベース盤２１上に非接触で支持する支持機構に設けられたエアベアリング部に供給するエアを停止させ、又はフック等を用いてウェハステージＷＳＴを機械的に固定することができる。これは計測ステージＭＳＴについても同様である。尚、以下の説明では、ウェハステージＷＳＴを駆動する第１駆動系２７及び第２駆動系２８ａ，２８ｂに設けられたコイルに供給する電流の制御によりウェハステージＷＳＴの位置を固定し、計測ステージＭＳＴを駆動する第１駆動系４７及び第２駆動系４８ａ，４８ｂに設けられたコイルに供給する電流の制御により計測ステージＭＳＴの位置を固定する場合を例に挙げて説明する。
【００４３】
計測テーブルＭＴＢは、例えばショット日本株式会社製のゼロデュア（登録商標）等の低熱膨張材料から形成されており、その上面は撥液性（撥水性）を有している。この計測テーブルＭＴＢは、例えば真空吸着によって計測ステージ本体４６上に保持されており、交換可能に構成されている。計測テーブルＭＴＢの表面の高さは、ウェハテーブルＷＴＢ上に設けられたウェハホルダ４０の表面の高さとほぼ同一となるように設定されている。この計測テーブルＭＴＢのＸ方向の一端（＋Ｘ側端）には、Ｘ方向に直交する（Ｙ方向に延在する）反射面５１Ｘが鏡面加工により形成されており、Ｙ方向の一端（−Ｙ側端）には、Ｙ方向に直交する（Ｘ方向に延在する）反射面５１Ｙが同様に鏡面加工により形成されている。
【００４４】
これら反射面５１Ｘ，５１Ｙには、干渉計システム２４（図３参照）を構成するＸ軸干渉計４２、Ｙ軸干渉計５２からの干渉計ビーム（ビーム）がそれぞれ投射される。尚、図２に示すＸ軸干渉計４２及びＹ軸干渉計５２は、図１においてはまとめて干渉計２２として図示している。Ｘ軸干渉計４２及びＹ軸干渉計５２が反射面５１Ｘ，５１Ｙからの反射光をそれぞれ受光することで、各反射面５１Ｘ，５１Ｙの基準位置（一般的には投影ユニットＰＵ側面や、オフアクシス型のアライメント系４５（図１、図３参照）の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの計測方向の変位を検出する。
【００４５】
尚、反射面５１Ｘ，５１Ｙとしては、計測テーブルＭＴＢの端面に形成する構成に代えて、計測テーブルＭＴＢの上面に、Ｘ方向に延在する反射面を有するＹ移動鏡及びＹ方向に延在する反射面を有するＸ移動鏡をそれぞれ設ける構成としてもよい。上記のＹ軸干渉計５２は、Ｙ軸干渉計４４と同様に、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）及びアライメント系４５の計測視野中心を結ぶＹ軸に平行な測長軸を有しており、ウェハステージＷＳＴがウェハＷの交換のためにローディングポジション（図６参照）に位置している間以外は、計測テーブルＭＴＢのＹ方向の位置を検出する。
【００４６】
また、計測ステージＭＳＴは、露光に関する各種計測を行うための計測器群を備えている。この計測器群としては、例えば空間像計測装置、波面収差測定装置、及び露光検出装置等がある。空間像計測装置は、投影光学系ＰＬにより水を介して計測テーブルＭＴＢ上に投影される空間像を計測するものである。また、上記の波面収差測定装置としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応する欧州特許第１，０７９，２２３号明細書）等に開示される波面収差測定装置を用いることができる。
【００４７】
また、上記の露光検出装置は、投影光学系ＰＬを介して計測テーブルＭＴＢ上に照射される露光光の露光エネルギーに関する情報（光量、照度、照度むら等）を検出する検出装置であり、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号）等に開示される照度むら計測器、及び、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）等に開示される照度モニタを用いることができる。尚、図３においては、以上説明した空間像計測装置、波面収差測定装置、及び露光検出装置を計測器群６３として示している。
【００４８】
計測テーブルＭＴＢ上面の所定位置には、これらの計測器群又はアライメント系４５（図１、図３参照）で用いられる各種のマークが形成された計測パターン部としての基準板５３が設けられている。この基準板５３は、低熱膨張材料から形成されているとともに、上面が撥液性（撥水性）を有しており、計測テーブルＭＴＢに対して交換可能に構成されている。
【００４９】
図１に戻り、投影ユニットＰＵを保持する保持部材に設けられたオフアクシス型のアライメント系４５は、対象マーク（ウェハＷに形成されたアライメントマーク、基準板５３に形成された基準マーク等）の位置を計測する。このアライメント系４５は、ウェハＷ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（アライメント系４５内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のアライメントセンサである。アライメント系４５からの撮像信号は、図３に示す主制御装置２０に供給される。
【００５０】
更に、本実施形態の露光装置ＥＸは、図１では図示を省略しているが、照射系６４ａ及び受光系６４ｂ（図３参照）からなる焦点位置検出系が設けられている。この焦点位置検出系は、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許第５，４４８，３３２号）等に開示されるものであり、照射系６４ａから露光領域（投影光学系ＰＬの投影領域）内に設定された複数の検出点の各々に斜め方向から検知光を照射して、その反射光を受光系６４ｂで受光することにより、例えばウェハＷのＺ方向の位置及び姿勢（Ｘ軸及びＹ軸周りの回転）を検出する。
【００５１】
図３は、露光装置ＥＸの制御系の構成を示すブロック図である。図３に示す制御系は、露光装置ＥＸの全体的な動作を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）からなる主制御装置２０を中心として構成されている。また、主制御装置２０には、メモリ６５、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等のディスプレイ６６が接続されている。メモリ６５は、露光装置ＥＸの動作を制御する上で必要な情報、例えばベースライン量、ＥＧＡ演算を行って得られたショット配列、露光量の履歴等を記憶し、ディスプレイ６６は主制御装置２０から出力される露光装置ＥＸの装置状態を示す情報及びエラー情報等の各種情報を表示する。
【００５２】
前述した通り、主制御装置２０は、ウェハステージＷＳＴ上に保持されたウェハＷに対する露光処理を行っている最中は計測ステージＭＳＴの位置を固定させ、計測ステージＭＳＴに設けられた各種計測器を用いた計測を行っている最中はウェハステージＷＳＴの位置を固定させる制御を行っている。これは、ウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴが共にベース盤１２上において移動可能に構成されているため、一方のステージの移動により生ずる振動がベース盤１２を伝わって他方のステージに影響を及ぼし、露光精度の悪化、又は計測精度の悪化が生ずるのを防止するためである。
【００５３】
また、本実施形態では固定子３８ａ，３８ｂがウェハステージＷＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータ（アクチュエータ部）と、計測ステージＭＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータ（アクチュエータ部）とに共有されている構成であり、更にＸカウンタマス及びＹカウンタマスがウェハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとに共有されている構成である。この構成によっても、一方のステージの移動による他方のステージへの悪影響が考えられ、露光精度の悪化、又は計測精度の悪化が生ずる虞がある。このため、本実施形態では、一方のステージが所定の動作を行っている最中は他方のステージの位置を固定している。
【００５４】
ここで、ウェハステージＷＳＴ又は計測ステージＭＳＴの位置を固定する際には、Ｘ方向及びＹ方向の位置を共に固定しても良いことは勿論であるが、他のステージに及ぼす影響が露光精度又は計測精度を悪化させない程度に小さいのであればＸ方向及びＹ方向の何れか一方の位置のみを固定しても良い。例えば、計測ステージＭＳＴがＸ方向へ移動したときのウェハステージＷＳＴに与える影響が大きく、Ｙ方向へ移動したときのウェハステージＷＳＴに与える影響が無視できる程度に小さければ、計測ステージＭＳＴのＸ方向の位置のみを固定し、計測ステージＭＳＴのＹ方向への移動は可能としても良い。
【００５５】
また、本実施形態では、ウェハＷに対する露光処理を行っている最中に繰り返し学習制御（ＩＬＣ制御：Iterative Learning Control）を行っている。ＩＬＣ制御とは、一般には制御対象を目標軌道へ追従（トラッキング）させる制御を行う場合に生ずる制御誤差を、制御対象に繰り返し動作を行わせることで追従誤差を低減して追従精度を向上させる制御をいう。ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置においては、レチクルＲのパターンをウェハＷ上の複数のショット領域に転写するために、レチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの加速、整定、同期移動、減速、更には停止という動作が繰り返される。このため、レチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの制御にＩＬＣ制御を適用することが好適であり、これによりレチクルステージＲＳＴとウェハステージＷＳＴとの同期精度向上を図ることができる。
【００５６】
ウェハステージＷＳＴは、ナノオーダの精度で極めて精確に制御されているが、ウェハステージＷＳＴ毎に固有の「くせ」がある。この「くせ」とは、例えばウェハステージＷＳＴをＹ方向のみへ移動させるよう制御しても＋Ｘ方向への位置ずれが生ずる傾向があることをいい、この「くせ」は露光精度を低下させる一因となる。ＩＬＣ制御を行うと、ウェハステージＷＳＴの「くせ」を補正するよう制御が行われるため、同期精度の向上を図ることができる。
【００５７】
図４は、主制御装置２０に設けられるＩＬＣ制御に係る制御系を示すブロック図である。図４に示す通り、主制御装置２０は、同期制御ユニット５５、ウェハステージ制御ユニット５６、及びレチクルステージ制御ユニット５７を含んで構成されている。ウェハステージ制御ユニット５６は、主制御装置２０からの指示に応じて同期制御ユニット５５から出力されるウェハステージＷＳＴに対する位置指令値Ｐｗに基づいてウェハステージＷＳＴの位置をフィードバック制御するフィードバック制御系である。このウェハステージ制御ユニット５６は、ウェハステージコントローラ５８と制御対象としてのウェハステージ系ＷＳ等を含んで構成されている。尚、ウェハステージ系ＷＳは、ウェハステージＷＳＴ並びにウェハステージＷＳＴを駆動する図３に示すステージ駆動部２５及びウェハステージＷＳＴの位置を検出する図３に示す干渉計システム２４を含む構成である。
【００５８】
上記のウェハステージコントローラ５８は、位置指令値ＰｗとウェハステージＷＳＴの位置との差である位置偏差ΔＰｗを演算する減算器６１、減算器６１の出力段に設けられた加算器６２、加算器６２の出力信号を動作信号として例えばＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行うＰＩＤコントローラからなるウェハステージコントローラ６３を含んで構成されている。尚、ウェハステージコントローラ６３は、ＰＩＤコントローラに代えてＰＩ（比例、積分）制御を行うＰＩコントローラを備える構成であっても良い。
【００５９】
ウェハステージコントローラ５８に設けられる減算器６１の出力端は、回路開閉用のスイッチ６４を介してＩＬＣコントローラ６５の入力端に接続されており、このＩＬＣコントローラ６５の出力端は、加算器６２の第１の入力端に接続されている。加算器６２の第２の入力端には、減算器６１の出力端が接続されている。従って、スイッチ６４がオン状態の場合には、加算器６２は減算器６１から出力される位置偏差ΔＰｗとＩＬＣコントローラ６５の出力である補正値とを加算した動作信号をウェハステージコントローラ６３に出力する。また、ＩＬＣコントローラ６５の出力である補正値は、同期制御ユニット５５にも出力されるようになっている。
【００６０】
ここで、ＩＬＣコントローラ６５について説明する。ＩＬＣコントローラ６５は、ＩＬＣ積分器と、ＩＬＣ積分器の出力段に接続されたＩＬＣ補償器とを含む構成とすることができる。ＩＬＣ積分器は、追従誤差（トラッキングエラー）を記憶するメモリであり、ｚ変換の演算子をＺとすると、ＩＬＣ積分器の伝達関数は、一例としてＺ−１／（１−Ｚ−１）と表すことができる。このＩＬＣ積分器では、各繰り返しで発生した追従誤差毎回メモリ内の値に加算される。
【００６１】
ＩＬＣ補償器は、一例として学習ゲインとフィルタとを含む構成とすることができる。学習ゲインＫは、学習の収束速度及び収束安定性の調整に用いられるパラメータであり、その大きさはＩＬＣ補償器の伝達関数をＧｃとし、ＩＬＣコントローラ６５の制御対象の伝達関数（ＩＬＣコントローラ６５を除くフィードバック制御系の閉ループ伝達関数）をＧｐとすると、学習の収束条件である｜１−Ｇｃ・Ｇｐ｜＜１を満たすように設定される。ここで、ウェハステージコントローラ６３の伝達関数をＷｃとし、ウェハステージ系ＷＳの伝達関数をＷｐとすると、Ｇｐ＝Ｗｃ・Ｗｐ／（１＋Ｗｃ・Ｗｐ）の関係がある。
【００６２】
ＩＬＣ補償器に設けられるフィルタは、位相特性、ゲイン特性の微調整、ノイズ除去用等に用いられる。このフィルタとしては、例えばウェハステージコントローラ６３の伝達関数とウェハステージＷＳＴの伝達関数との積に対する逆伝達関数を有する所謂逆システムと、その逆システムから出力される高周波成分を除去するためのローパスフィルタとの組み合わせを適用することができる。尚、このほかに、学習の収束安定性を良くするためにマイナスの無駄時間要素を用いても良い。
【００６３】
レチクルステージ制御ユニット５７は、同期制御ユニット５５から出力されるレチクルステージＲＳＴに対する位置指令値Ｐｒに基づいてレチクルステージＲＳＴの位置をフィードバック制御するフィードバック制御系である。このレチクルステージ制御ユニット５７は、レチクルステージコントローラ５９と制御対象としてのレチクルステージ系ＲＳ等を含んで構成されている。尚、レチクルステージ系ＲＳは、レチクルステージＲＳＴ並びにレチクルステージＲＳＴを駆動する図３に示すレチクルステージステージ駆動部１１及びレチクルステージＲＳＴの位置を検出する図３に示すレチクル干渉計１２を含む構成である。
【００６４】
上記のレチクルステージコントローラ５９は、位置指令値ＰｒとレチクルステージＲＳＴの位置との差である位置偏差ΔＰｒを演算する減算器６６、減算器６６の出力段に設けられた加算器６７、加算器６７の出力信号を動作信号として例えばＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行うＰＩＤコントローラからなるレチクルステージコントローラ６８を含んで構成されている。尚、レチクルステージコントローラ６８は、ＰＩＤコントローラに代えてＰＩ（比例、積分）制御を行うＰＩコントローラを備える構成であっても良い。
【００６５】
レチクルステージコントローラ５９に設けられる減算器６６の出力端は、回路開閉用のスイッチ６９を介してＩＬＣコントローラ７０の入力端に接続されており、このＩＬＣコントローラ７０の出力端は、加算器６７の第１の入力端に接続されている。加算器６７の第２の入力端には、減算器６６の出力端が接続されている。従って、スイッチ６９がオン状態の場合には、加算器６７は減算器６６から出力される位置偏差ΔＰｒとＩＬＣコントローラ７０の出力である補正値とを加算した動作信号をレチクルステージコントローラ６８に出力する。また、ＩＬＣコントローラ７０の出力である補正値は、同期制御ユニット５５にも出力されるようになっている。レチクルステージコントローラ５９に設けられるＩＬＣコントローラ７０は、前述したウェハステージコントローラ５８に設けられるＩＬＣコントローラ６５と同様の構成である。
【００６６】
同期制御ユニット５５は、以下の（ａ）〜（ｆ）に示す種々の役割を有している。
（ａ）同期制御ユニット５５は、主制御装置２０からの指示に基づき、減算器６１に対して位置指令値Ｐｗを出力する。
（ｂ）同期制御ユニット５５は、例えばウェハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御を行う場合に、ウェハステージ系ＷＳの出力であるウェハステージＷＳＴの位置情報（干渉計システム２４によって検出される位置情報）に基づいて、レチクルステージＲＳＴの位置を計測するレチクル干渉計１２の３軸の計測値の目標値を算出し、この算出結果をレチクルステージ制御ユニット５７に対して位置指令値Ｐｒとして出力する。
【００６７】
（ｃ）同期制御ユニット５５は、主制御装置２０からの指示に基づいて、ウェハステージＷＳＴとは無関係に又は単独でレチクルステージＲＳＴを移動させる場合等には、減算器６６に対して主制御装置２０からの指示に応じた位置指令値Ｐｒを出力する。
（ｄ）同期制御ユニット５５は、設定条件に応じてスイッチ６４，６９のオン・オフ制御を行う。
（ｅ）同期制御ユニット５５は、スイッチ６４がオン状態のときには、ＩＬＣコントローラ６５から各繰り返しの都度出力される補正値を順次取り込み、その順次取り込まれた補正値群を時系列データとして不図示の内部メモリの所定の記憶領域（バッファメモリ）に記憶する。また、スイッチ６９がオン状態のときには、ＩＬＣコントローラ７０から各繰り返しの都度出力される補正値を順次取り込み、その順次取り込まれた補正値群を時系列データとして内部メモリの対応する記憶領域（バッファメモリ）に記憶する。
【００６８】
（ｆ）同期制御ユニット５５は、スイッチ６４がオフ状態のときに、ＩＬＣコントローラ６５でそのときと同一のウェハステージＷＳＴの動作条件下で事前に取得された補正値群が記憶されたバッファメモリを選択し、その選択されたバッファメモリ内の補正値群を位置偏差の補正値としてウェハステージ制御ユニット５６に対して加算器６２の第３の入力端（端点ｅ参照）を介して逐次入力する。また、同期制御ユニット５５は、スイッチ６９がオフ状態の場合に、ウェハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御を行うときに、ＩＬＣコントローラ７０で事前に取得された補正値群を位置偏差の補正値として加算器６７の第３の入力端（端点ｆ参照）を介してレチクル制御ユニット５７に対して逐次入力する。
【００６９】
次に、露光装置ＥＸの動作について説明する。尚、以下の説明では第１層目（ファーストレイヤ）の層に対する露光処理が既に行われており、第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う場合を例に挙げて説明する。このウェハＷに対する露光処理は、ウェハ交換処理、ＥＧＡ計測処理、及び露光処理に大別される。ウェハ交換処理は、ウェハＷを露光装置ＥＸのチャンバ（不図示）内に搬入（ロード）してウェハホルダ４０上に保持するとともに、露光処理を終えたウェハＷをチャンバ外に搬出（アンロード）する処理である。ＥＧＡ計測処理は、ウェハＷ上に形成された代表的な数個のアライメントマークの位置をアライメント系４５を用いて順次計測し、所謂ＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）の手法により、ウェハＷ上の全てのショット領域の配列データを求める処理である。また、露光処理は、上記のＥＧＡ処理により求められた配列データに基づいて露光すべきショット領域を露光開始位置に移動させて、ステップ・アンド・スキャン方式によりショット領域を順次露光する処理である。
【００７０】
図５は、ウェハ交換時、ＥＧＡ計測時、及び露光処理時におけるウェハローダ、計測ステージＭＳＴ、及びウェハステージＷＳＴの動作を示す図表である。図５に示す通り、ウェハＷ交換時においては、ウェハステージＷＳＴは、ローディングポジションで位置が固定された状態にあり、計測ステージＭＳＴは投影光学系ＰＬ又はアライメント系４５の下方（−Ｚ方向）に移動して各種計測を行う。ウェハローダは、ローディングポジションに位置が固定されているウェハステージＷＳＴに対するウェハＷのロード又はアンロードを行う。
【００７１】
図６は、ウェハＷの交換時におけるウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置を示す平面図である。ウェハＷの交換時における動作を具体的に説明すると以下の通りである。まず、主制御装置２０は、ウェハステージＷＳＴに設けられている第１駆動系２７及び第２駆動系２８ａ，２８ｂの駆動を制御してウェハステージＷＳＴをローディングポジションに移動させ、その位置にウェハステージＷＳＴを固定させる。尚、図６において、ウェハステージＷＳＴが図示されている位置がローディングポジションである。
【００７２】
ウェハステージＷＳＴがローディングポジションに固定されると、主制御装置２０はウェハローダに設けられているローディングアームＬＤを制御して、ウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴが配置されているチャンバ内にウェハＷを搬入し、ウェハＷをウェハホルダ４０上に保持させる。ウェハＷのロードが完了すると、ローディングアームＬＤはチャンバ外へ退避する。尚、ここでは、ローディングポジションにおいてウェハステージＷＳＴの位置（Ｘ方向の位置及びＹ方向の位置）を固定する場合を例に挙げて説明するが、計測ステージＭＳＴに設けられた各種計測器の計測精度に影響がなければ、例えばＸ方向の位置のみを固定し、Ｙ方向への移動は可能にしても良い。かかる移動を可能とすることにより、ウェハホルダ４０に対するウェハＷの投入位置を精確に制御することが可能となる。
【００７３】
ローディングアームＬＤによるウェハＷのロードと並行して、主制御装置２０は計測ステージＭＳＴを制御し、計測ステージＭＳＴに設けられた各種計測器を用いた所定の計測を必要に応じて実行する。この計測としては、例えばレチクルステージＲＳＴ上のレチクル交換後に行われるアライメント系４５のベースライン量の計測が一例として挙げられる。
【００７４】
ウェハＷのロード及び計測ステージＭＳＴの各種計測器を用いた計測が終了すると、次にＥＧＡ計測が行われる。図５に示す通り、ＥＧＡ計測時においては、ウェハステージＷＳＴがアライメント系４５の下方（−Ｚ方向）に移動し、ウェハＷに形成された代表的な数個のアライメントマークの計測が行われる。一方、計測ステージＭＳＴはベース盤１２上に設定された所定の退避位置に移動する。ＥＧＡ計測が終了すると、露光処理が行われる訳であるが、この露光処理時には、図５に示す通り、計測ステージＭＳＴは、退避位置で位置が固定された状態にあり、主制御装置２０は、ＩＬＣ制御によりウェハステージＷＳＴを制御して、ウェハＷ上に設定された各ショット領域を順次露光する。
【００７５】
図７は、露光処理時におけるウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置を示す平面図である。露光処理時における動作を具体的に説明すると以下の通りである。まず、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴに設けられている第１駆動系４７及び第２駆動系４８ａ，４８ｂの駆動を制御して計測ステージＭＳＴを退避位置に固定させる。尚、図７において、計測ステージＭＳＴが図示されている位置が退避位置である。尚、この退避位置は、ベース盤１２の歪みが生じにくい位置に設定することが望ましく、この位置としてはベース盤１２に関して線対称中心となる位置が挙げられる。本実施形態では、ベース盤１２の−Ｙ方向側の端部付近であって、ベース盤１２のＸ方向における中央部に退避位置が設定されている。
【００７６】
計測ステージＭＳＴが退避位置に固定されている状態で、主制御装置２０は、ウェハステージＷＳＴに設けられている第１駆動系２７及び第２駆動系２８ａ，２８ｂの駆動をＩＬＣ制御により制御してウェハステージＷＳＴを駆動し、ウェハＷ上の各ショット領域を露光する。図８は、露光時におけるウェハＷ上の露光領域の軌跡の一例を示す図である。図８に示す通り、ウェハＷ上には複数のショット領域ＳＡ１〜ＳＡＮ（Ｎは２以上の整数）が設定されており、これらのショット領域ＳＡ１〜ＳＡＮの全てを露光する上で、露光処理に要する時間が極力短くなるように露光領域の軌跡が設定される。尚、軌跡の実線で示した部分は露光光ＩＬがウェハＷ上に照射される部分を示しており、破線で示した部分は露光光ＩＬがウェハＷ上に照射されずに、ウェハステージＷＳＴの移動のみが行われる部分を示している。
【００７７】
露光処理が開始されると、主制御装置２０はステージ駆動部２５を介してウェハステージＷＳＴをＸＹ平面内で移動させ、最初に露光すべきショット領域（図８に示す例では、ショット領域ＳＡ１）を移動開始位置に配置する。この移動によって投影光学系ＰＬの露光領域は、例えば図８中の位置Ｐ１に配置される。これと同時に主制御装置２０はレチクルステージ駆動部１１を介してレチクルステージＲＳＴも移動開始に配置する。
【００７８】
図９は、１つのショット領域ＳＡ１を露光する際のウェハステージＷＳＴの速度変化を説明するための図である。ショット領域ＳＡ１を露光する場合には、投影光学系ＰＬの有効フィールドＰＬ１に内接するスリット状の露光領域ＥＡが、ショット領域ＳＡ１の＋Ｙ側に配置される。このとき、ショット領域ＳＡ１の端部から所定量離れた位置Ｐ１に露光領域ＥＡの中心Ｐが位置づけられている。尚、露光領域ＥＡのＸ方向の長さはショット領域ＳＡのＸ方向の長さと同一に設定されており、Ｙ方向の幅はｗであるとする。
【００７９】
以上の配置が完了すると、主制御装置２０はステージ駆動部２５及びレチクルステージ駆動部１１を制御してレチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動を開始させる（時刻ｔ０）。レチクルステージＲＳＴは−Ｙ方向に加速され、ウェハステージＷＳＴは＋Ｙ方向に加速される。このとき、レチクルステージＲＳＴの加速度は、ウェハステージＷＳＴの加速度の投影倍率の逆数倍に設定されている。加速が開始されてからウェハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴが所定の速度に近づいた時点でレチクルステージＲＳＴとウェハステージＷＳＴとの同期制御が開始される。加速を開始した時刻ｔ０から同期制御が開始される時刻ｔ１までの期間が加速期間である。
【００８０】
同期制御が開始されてからウェハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの変位誤差が所定の関係になるまでレチクルステージＲＳＴによるウェハステージＷＳＴに対する追従誤差が行われ、その後で露光光ＩＬがレチクルＲに照射されてショット領域ＳＡ１の露光が開始される。同期制御が開始される時刻ｔ１から露光が開始される時刻ｔ２までの期間が整定期間である。加速が開始された時刻ｔ０から露光が開始される時刻ｔ３までの期間、即ち加速期間と整定期間とを合わせた期間がプリスキャン期間である。
【００８１】
時刻ｔ３が経過した時点で露光光ＩＬの照射が停止し、ショット領域ＳＡに対するレチクルパターンの転写が終了する。ステップ・アンド・スキャン方式では、スループット向上のために、レチクルＲを交互スキャン（往復スキャン）させながら露光している。このため、レチクルステージＲＳＴについては、時刻ｔ３が経過した後は上記のプリスキャン期間での移動距離と同じ距離だけ更に移動させてレチクルＲを次のショット領域の露光のための走査開始位置に配置している。このとき、ウェハステージＷＳＴは、レチクルステージＲＳＴに対応して走査方向に移動されることになる。このための期間が、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの等速度オーバースキャン期間（後整定期間）と時刻ｔ４から時刻ｔ５までの減速オーバースキャン期間とを合わせたオーバースキャン期間である。
【００８２】
オーバースキャン期間が経過すると、ウェハステージＷＳＴが−Ｘ方向にステップ移動し、次に露光すべきショット領域（図８に示す例では、ショット領域ＳＡ２）を移動開始位置に配置する。配置が完了すると、主制御装置２０がステージ駆動部２５及びレチクルステージ駆動部１１を制御してレチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動を開始させ、レチクルステージＲＳＴを＋Ｙ方向に加速し、ウェハステージＷＳＴを−Ｙ方向に加速させ、プリスキャン期間後に露光光ＩＬをレチクルＲに照射してショット領域ＳＡ２を露光する。ショット領域ＳＡ２の露光後のオーバースキャン期間が経過すると、ウェハステージＷＳＴが−Ｘ方向にステップ移動し、次に露光すべきショット領域（図８に示す例では、ショット領域ＳＡ３）を移動開始位置に配置する。以下、同様にしてウェハＷ上のショット領域の全てに対する露光が行われる。
【００８３】
以上の露光処理が行われている最中には、図４に示した制御系によりＩＬＣ制御が行われている。具体的には、図４に示す同期制御ユニット５５がスイッチ６４のオン・オフ状態を制御して、事前にＩＬＣコントローラ６５で取得されてバッファメモリに記憶されている補正値群を用いてウェハステージＷＳＴの位置を補正する制御を行うとともに、ＩＬＣコントローラ６５から各繰り返しの都度出力される補正値を順次取り込んでバッファメモリに記憶する。また、同期制御ユニット５５は、スイッチ６９のオン・オフ状態を制御して、事前にＩＬＣコントローラ７０で取得されてバッファメモリに記憶されている補正値群を用いてレチクルステージＲＳＴの位置を補正する制御を行うとともに、ＩＬＣコントローラ７０から各繰り返しの都度出力される補正値を順次取り込んでバッファメモリに記憶する。
【００８４】
ウェハステージＷＳＴのＩＬＣ制御は、過去に繰り返し行われた学習結果に基づいて行われるため、露光中における計測ステージＭＳＴの移動がウェハステージＷＳＴに影響を及ぼすのであれば、過去に行われた学習結果がウェハステージＷＳＴの制御精度を向上させることにはならない可能性が考えられる。本実施形態では、ウェハステージＷＳＴ上のウェハＷに対する露光処理を行っている最中には、計測ステージＭＳＴを待避位置に固定しているため、露光時に計測ステージＭＳＴの移動による影響をウェハステージＷＳＴが受けないため、ＩＬＣ制御を精度良く行うことができる。
【００８５】
ここで、計測ステージＭＳＴの位置を固定する際には、Ｘ方向及びＹ方向の位置を共に固定しても良いことは勿論であるが、露光動作を行っているウェハステージＷＳＴに及ぼす影響が露光精度を悪化させない程度に小さいのであればＸ方向及びＹ方向の何れか一方の位置のみを固定しても良い。例えば、計測ステージＭＳＴがＸ方向へ移動したときのウェハステージＷＳＴに与える影響が大きく、Ｙ方向へ移動したときのウェハステージＷＳＴに与える影響が無視できる程度に小さければ、計測ステージＭＳＴのＸ方向の位置のみを固定し、計測ステージＭＳＴのＹ方向への移動は可能としても良い。
【００８６】
尚、１枚のウェハＷに対する露光処理が開始されてから終了するまで、つまり図８に示すショット領域ＳＡ１の露光が開始されてからショット領域ＳＡＮの露光が終了するまでの間、待避領域に計測ステージＭＳＴを固定させてもよく、又はウェハステージＷＳＴに影響を与えることのない移動をさせても良い。しかしながら、必要があればこの間であってもウェハステージＷＳＴに影響を与えるような計測ステージＭＳＴの移動を行っても良い。例えば、露光光ＩＬがレチクルＲを介してウェハＷ上に照射される期間（図９中の時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間）、又はこの期間に整定期間を加えた期間（図９中の時刻ｔ１〜時刻ｔ３）若しくはこの期間に後整定期間を加えた期間（図９中の時刻ｔ１〜時刻ｔ４）は計測ステージＭＳＴの位置を固定し、又はウェハステージＷＳＴに影響を与えることのない移動をさせ、これ以外の期間はウェハステージＷＳＴに影響を与えることがあるような移動を可能としても良い。
【００８７】
尚、本実施形態の露光装置ＥＸは液浸法を利用した露光装置であるため、露光処理中においては、主制御装置２０によって、液浸装置１７の液体供給装置１９ａ及び液体回収装置１９ｂの各バルブの開閉制御が行われて、投影光学系ＰＬの先玉ＧＬの直下には常時水が満たされている。このため、投影光学系ＰＬの先玉ＧＬの下方（−Ｚ方向）には常時ウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの少なくとも一方が配置されている必要がある。このため、本実施形態の露光装置は、図１０に示す通り、ウェハステージＷＳＴ上のウェハテーブルＷＴＢと計測ステージＭＳＴ上の計測テーブルＭＴＢとを接触させた状態（スクラム状態）にして水Ｌｑの受け渡しを行っている。
【００８８】
図１０は、ウェハテーブルＷＴＢと計測テーブルＭＴＢとの間で水Ｌｑの受け渡しが行われる状態を示す図である。図１０においては、ウェハテーブルＷＴＢと計測テーブルＭＴＢとが接触している箇所の上方に水Ｌｑが配置されている。図示の状態からウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴが共に＋Ｙ方向に移動すれば、水ＬｑはウェハステージＷＳＴのウェハテーブルＷＴＢから計測ステージＭＳＴ上の計測テーブルＭＴＢに受け渡される。一方、図示の状態からウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴが共に−Ｙ方向に移動すれば、水Ｌｑは計測ステージＭＳＴ上の計測テーブルＭＴＢからウェハステージＷＳＴのウェハテーブルＷＴＢに受け渡される。図５に示すウェハ交換時の前後において、ウェハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが図１０に示す状態になり、水Ｌｑの受け渡しが行われる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、液浸法を適用しない露光装置にも用いることができる。また、上記実施形態ではＡｒＦエキシマレーザ光を用いる場合を例に挙げて説明したが、これ以外に、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、又はＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ光（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザ光、若しくは半導体レーザの高周波を用いることができる。更に、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。例えば、単一波長レーザの発振波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力される。
【００９０】
また、本発明は、ウェハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウェハステージに適用してもよい。かかる構成の露光装置においては、一方のステージが露光処理に係る動作を行っている場合には、他方のステージはＸＹ方向の少なくとも一方の位置が固定されている。ここで、スループット向上の観点から、他方のステージの位置が固定されている間に、そのステージに載置するウェハの交換作業を行うことが望ましい。
【００９１】
尚、上記各実施形態で移動ステージに保持される基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウェハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウェハ、或いは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウェハ）等が適用される。露光装置ＥＸとしては、液浸法を用いない走査型露光装置やレチクルＲとウェハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを一括露光し、ウェハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウェハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。露光装置ＥＸの種類としては、ウェハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）或いはレチクル又はマスク等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。
【００９２】
ウェハステージＷＳＴやレチクルステージＲＳＴにリニアモータ（USP5,623,853又はUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型及びローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージＷＳＴ，ＲＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。各ステージＷＳＴ，ＲＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＷＳＴ，ＲＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＷＳＴ，ＲＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＷＳＴ，ＲＳＴの移動面側に設ければよい。
【００９３】
ウェハステージＷＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。レチクルステージＲＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００９４】
以上のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。尚、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００９５】
図１１は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造工程の一例を示すフローチャートである。半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１に示す通り、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップＳ１１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップＳ１２、デバイスの基材である基板（ウェハ）を製造するステップＳ１３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に転写する露光処理ステップＳ１４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）Ｓ１５、検査ステップＳ１６等を経て製造される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】ステージ装置ＳＴの構成を示す斜視図である。
【図３】露光装置ＥＸの制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】主制御装置２０に設けられるＩＬＣ制御に係る制御系を示すブロック図である。
【図５】ウェハ交換時、ＥＧＡ計測時、及び露光処理時におけるウェハローダ、計測ステージＭＳＴ、及びウェハステージＷＳＴの動作を示す図表である。
【図６】ウェハＷの交換時におけるウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置を示す平面図である。
【図７】露光処理時におけるウェハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置を示す平面図である。
【図８】露光時におけるウェハＷ上の露光領域の軌跡の一例を示す図である。
【図９】１つのショット領域ＳＡ１を露光する際のウェハステージＷＳＴの速度変化を説明するための図である。
【図１０】ウェハテーブルＷＴＢと計測テーブルＭＴＢとの間で水Ｌｑの受け渡しが行われる状態を示す図である。
【図１１】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
２０              主制御装置（制御装置）
２１              ベース盤（定盤）
２１ａ            上面（基準面）
２８ａ，２８ｂ    第２駆動系（アクチュエータ部）
３８ａ，３８ｂ    固定子（アクチュエータ部）
３９ａ，３９ｂ    可動子（アクチュエータ部）
４７              第１駆動系（固定装置）
４８ａ，４８ｂ    第２駆動系（固定装置、アクチュエータ部）
４９ａ，４９ｂ    可動子（アクチュエータ部）
ＥＸ              露光装置
ＭＳＴ            計測ステージ（第２ステージ）
Ｒ                レチクル（マスク）
ＳＴ              ステージ装置
Ｗ                ウェハ（基板）
ＷＳＴ            ウェハステージ（第１ステージ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006237488.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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